在當前工業轉型升級過程中，鈑金加工行業正朝著自動化、數字化、智能化、高速化方向發展。由于國內數控折彎機起步較晚，目前仍以人工換模為主，導致模具裝配精度低、換模效率低、自動化程度低等諸多問題，與國外先進技術尚存在較大差距。

折彎機模具自動夾緊技術

傳統折彎機夾緊裝置（圖1）通過螺絲緊固，在安裝或更換上模時，需要松緊幾十個螺絲，費時費力并需配備專用扳手，很不方便。不同機械夾緊裝置夾緊力存在差異，夾緊力不一影響產品質量等問題，導致折彎機換模效率低。

圖1 傳統上模夾緊裝置

為了實現折彎機快速換模，公司設計開發了一體式液壓夾緊裝置（圖2），該裝置包括與折彎機連接的上模夾緊機構、產生夾緊力的液壓系統。其中，上模夾緊機構包括夾具體、置于夾具體中的夾緊塊、置于夾緊體中復位彈簧、置于夾具體前表面的前蓋板、前蓋板下方鑲嵌標尺，以及置于夾具體后表面的后主蓋板、后左端蓋板、后右端蓋板。

圖2 一體式液壓夾緊裝置

夾具體下部開設有供模具裝夾部位插入的方槽，方槽兩側面均開設有水平溝槽，方槽右側面開設有圓孔，該孔內設置有與孔相配合的夾緊塊。夾具體右側面開設盲孔與螺紋孔，盲孔內置有復位彈簧，復位彈簧一端與夾緊塊接觸。夾緊塊前端開設梯形狀凸起，與模具的裝夾槽形成緊密接觸面并有效夾緊，夾緊塊后端開設凹弧面，與耐壓油管配合。前蓋板的下部表面開設有溝槽，該溝槽中鑲嵌有標度模具位置的位置刻度尺。后主蓋板左側面開設有半圓形圓弧槽，槽內置有耐壓軟管。

液壓系統包括置于后主蓋板中的耐壓軟管、置于后左端蓋板中的油管接頭、上端連接液壓管路系統，液壓夾緊裝置的液壓管路系統與折彎機數控系統完整對接。工作時，折彎機數控系統發出指令，液壓泵給耐壓軟管注油，耐壓軟管瞬間充壓脹開，擠壓夾緊塊，夾緊塊瞬間夾緊折彎上模，從而實現快速自動夾緊折彎上模。反之，液壓泵卸壓，置于夾緊塊中的復位彈簧推動夾緊塊，夾緊塊擠壓耐壓軟管，耐壓軟管中液壓油被擠出，耐壓軟管恢復扁平狀態，夾緊塊與折彎上模松開。

折彎機自動換模單元

為了實現折彎機器人自動換模，公司設計開發了適用于機器人裝卸的智能折彎模具（圖3）和專用機器人夾鉗機構（圖4）。智能折彎模具在模具本體上內置RFID識別芯片，并開設機器人卸裝模具長孔和縱向凹槽，在凹槽內安裝按鈕等部件。夾鉗機構由夾鉗鉤、夾鉗本體、氣缸、法蘭、氣管接頭、接近傳感器組成。夾鉗機構工作時，氣缸活塞桿頂出夾鉗鉤，機器人將夾鉗鉤伸進并穿過模具卸裝長孔，夾鉗鉤內側面超過模具按鈕面，機器人抬高模具夾鉗機構，夾鉗本體端面貼緊模具表面，氣缸活塞桿回縮，夾鉗鉤壓緊模具按鈕，接近傳感器檢測夾鉗鉤夾緊狀態，并將夾緊狀態信號反饋給機器人，機器人移動模具，實現模具裝卸，如圖5所示。

折彎機自動換模時，控制系統發出換模指令，液壓系統接受指令后，液壓夾緊機構動作松開。機器人接收指令后，通過射頻識別技術識別模具，利用模具夾鉗機構抓取識別的模具，并將其放置在折彎機液壓夾緊相應位置，實現模具的自動裝卸，如圖6所示。在這個過程中，模具夾鉗機構能否抓住模具主要靠夾鉗上的傳感器來探測。模具安裝結束后折彎機開始折彎工作。同批次產品折彎完成后，控制系統再次發出換模指令，從而進入下一個工作循環。

圖6 機器人裝卸模具